CN109562239A - 吸入器和用于吸入器的液体存储器 - Google Patents

吸入器和用于吸入器的液体存储器 Download PDF

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Abstract

一种吸入器，所述吸入器包括壳体（11），所述壳体具有嘴端（32）、至少一个空气进入开口（31）和在所述壳体中在所述至少一个空气进入开口（31）和所述嘴端（32）之间延伸的空气通道（30），所述吸入器还包括用于液体存储器（18）的容纳部、电能存储器（14）、添加装置（20），所述添加装置用于由从所述液体存储器（18）中提取的组分混合物（50）中产生蒸汽和/或气溶胶并且将蒸汽和/或气溶胶（40）添加给在所述空气通道（30）中流动的空气流（34），其中，所述添加装置（20）具有能够单独操控的蒸发器（49）并且具有用于控制所述添加装置（20）的控制机构（29）。所述控制机构（29）与数据存储器（53；59）连接或能够连接，为了蒸发所述蒸发器（49）中的组分混合物，至少一组预先给定的蒸发参数以能够调用的方式存储在所述数据存储器中。

Description

吸入器和用于吸入器的液体存储器
技术领域
本发明涉及一种吸入器，该吸入器包括壳体，壳体具有嘴端、至少一个空气进入开口和在壳体中在至少一个空气进入开口和嘴端之间延伸的空气通道，该吸入器还包括用于液体存储器的容纳部、电能存储器、添加装置，该添加装置用于由从液体存储器中提取的组分混合物中产生蒸汽和/或气溶胶并且将蒸汽和/或气溶胶添加给在空气通道中流动的空气流，其中该添加装置具有能够单独操控的蒸发器，并且具有用于控制该添加装置的控制机构。
背景技术
目前市场上大多数电子烟产品都是基于所谓的灯芯螺旋原理（Dochtwendelprinzip）。例如由玻璃纤维构成的灯芯（Docht）用加热线圈部分地包裹并与液体存储器接触。在加热该加热线圈时，灯芯中的液体（也称为流体）在加热线圈的区域中蒸发。由于毛细作用，经蒸发的液体从液体存储器后续输送（nachfördern）。在US 2016/0021930 A1中以示例的方式描述了这种电子烟。
在这些系统中存在一系列问题。首先，毛细的流体后续输送与经蒸发的流体量和组分混合物的单个组分的物理特性相耦联。因为最大的输送和蒸发功率因此受到物理限制，如果加热功率超过输送功率，则存在过热（“热膨胀”）的风险。
其次，这些系统中的温度由物理所决定地不能够明确地在加热线圈的长度上或在蒸发的位置和时间上得到设定，因此在整个系统中不能实现均匀的蒸发。
第三，温度不受局部限制，由于在抽吸（Zug）之前和期间不均匀的流体使用而导致过热的风险，并且导致与此相关的有害物质排放和爆炸性的流体释放。
第四，出现取决于系统的设计和流体成分的离析（Entmischung）并因此发生组分混合物的浓度变化，由此导致每此抽吸的不希望的变化的有效物质释放。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸入器以及用于其的液体存储器，其中避免了前面描述的缺点中的一个或多个。
本发明利用独立权利要求的特征解决该目的。
因此，控制机构根据本发明与数据存储器连接，为了蒸发所述蒸发器中的组分混合物，至少一组预先给定的蒸发参数以能够调用的方式存储在所述数据存储器中。
本发明已经从理论上的考虑中获知并且在实践中通过测量示范性地证明，在流体成分、蒸发期间的特别是由所使用的蒸发器技术所决定的温度特性以及有效物质释放之间存在明确和普遍的关系。
本发明的一个方面是借助于存储在数据存储器中的一组蒸发参数来将这种认知转化成对组分混合物的蒸发的控制。已知的蒸发温度和已知的系统状态通过组分混合物的特性彼此直接相关。在每个蒸发的时间点调用的加热功率由此允许直接推断出瞬时的流体或蒸汽成分。这种认知又可用于控制组分混合物的蒸发。
本发明的另一方面在于一种有针对性的液体成分，其用于在蒸发器的给定或设定的极限温度（最高温度）下影响有效物质释放。由此，可以完全控制组分混合物的浓度变化和/或可以防止液体组分的离析。此外，可以避免过热和由此伴随而来的有害物质排放。
本发明的其它方面涉及流体输送和/或蒸发。流体输送有利地主动地进行、例如借助于微机械泵，或被动地例如通过微流体的毛细作用。蒸发有利地借助于与输送解耦的加热机构、例如加热面，特别是基于MEMS（微机电系统）进行，所述加热机构被控制或调节到相应所需的（最大）蒸发温度上。
至少一组预先给定的蒸发参数可以特别是从组分混合物的液相-气相平衡图表导出或与其对应。
所述至少一组预先给定的蒸发参数优选地包含关于来自以下参量的组中的一个或多个参量的数据：待设定的温度、特别是蒸发器的或加热机构的温度；在蒸发器中的、单个蒸发步骤的和/或整个蒸发过程的待设定的持续时间；特别是在雾化器中的、待设定的压力；待提供给蒸发器的蒸发能量。进一步优选地，所述至少一组预先给定的蒸发参数包括关于来自以下参量的组中的一个或多个参量的数据：最低温度和/或最高温度；最小压力和/或最大压力；单个蒸发步骤的和/或整个蒸发过程的最小持续时间和/或最大持续时间。为了设定预先给定的温度，蒸发器优选地包括加热机构。蒸发器可以有利地具有温度传感器，以用于测量加热机构的温度和/或用于对加热机构的温度进行控制或调节。
在本发明的一种优选的实施方式中，预先给定的温度在蒸发间隔内是可变的，特别是在蒸发间隔的持续时间上暂时增加和/或暂时下降和/或暂时保持不变。由此，可以反作用于特别是在抽吸中的不希望的变化的有效物质释放。
在本发明的另一种优选的实施方式中，蒸发器的或加热机构的温度至少在对应于吸入抽吸的蒸发间隔上保持在第一特征温度以上、特别是组分混合物的组分的沸腾温度以上。在此，预先给定的温度值有利地处于高于第一特征温度的1％至90％之间的范围内、优选3％至70％之间的范围内、特别优选5％至50％之间的范围内。该方面必要时可以是独立的，也就是说，在仅回引权利要求1的前序部分的形式中是可要求保护的。
蒸发器的最高温度优选为至多350℃、更优选至多300℃、并且特别优选至多290℃。通过该措施，可以反作用于由于过热引起的有害物质的生成。
在本发明的一种同样优选的实施方式中，蒸发器的或加热机构的温度至少在蒸发间隔上保持低于第二特征温度、特别是组分混合物的组分的沸腾温度。在此，第二特征温度优选是高于使得有效物质组分沸腾的组分的沸腾温度，有利地是组分混合物的最高沸点组分的沸腾温度。该方面可以必要时独立地，也就是说，在仅回引权利要求1的前序部分的形式中可要求得到保护。在该实施方式中，以调节螺旋（Stellschraube）的方式有针对性地使用高于使得有效组分沸腾的组分的份额，以便在每次抽吸中配量有效物质输送的强度并且例如在相对于纯计算地由组分混合物上的有效物质的质量份额得出的强度的情况下来提高所述有效物质输送的强度。这种效果是由于高于使得有效物质沸腾（无效）组分不能值得一提地蒸发的事实而得出，因此蒸发器功率集中于包括有效物质的较低沸点的组分。
在此，蒸发间隔具有优选1至12秒、更优选2至8秒的持续时间。
在本发明的另一种实施方式中，液体存储器分配有组分混合物的能够机读的标识（Kennung）。控制机构可以读出标识，从数据存储器中读出适用的蒸发参数组，并使其作为组分混合物的蒸发控制的基础。标识可包含流体类型、尼古丁份额、吸烟者特征、批号、生产日期和/或最短保质日期的说明。
特别是当用于电子烟产品时，组分混合物有利地含有尼古丁作为有效物质、优选具有的重量或质量份额为关于组分混合物的重量的0.1％至2％、优选1％至2％，特别优选2％。在有效物质为尼古丁的情况下，前面提到的较高的沸点组分例如是甘油。
优选地，组分混合物含有甘油和/或1,2-丙二醇作为气溶胶形成剂。甘油和/或1,2-丙二醇的重量份额优选处于50％至98％的范围内。在一些实施方式中，甘油的重量份额处于相应关于组分混合物的重量的18％至98％、优选为26％至87％、特别优选为26％至50％之间的范围内和/或为优选至少重量百分比44％、更优选为至少重量百分比50％、还进一步优选至少重量百分比55％、特别优选至少重量百分比60％。1,2-丙二醇的重量份额处于优选为关于组分混合物的重量的0％至98％、优选20％至80％、特别优选40％至70％之间的范围内。
组分混合物可有利地含有水、优选具有的重量份额为关于组分混合物的0％至30％、优选2％至20％、特别优选4％至13％。
数据存储器针对组分的可能的逐步蒸发优选地包含相应地待设定的温度、待设定的压力和/或单个必要时彼此相继的蒸发步骤的待设定的时间间隔。所述至少一组预先给定的蒸发参数有利地具有关于随时间逐步分级地部分增加或减小的温度分布的、逐步分级地部分增加或减少时间间隔分布的、和/或逐步分级地部分增加或减小的压力分布的数据。
优选地，蒸发间隔被划分成至少两个阶段，其中在第一阶段，而不是第二阶段中，将不同量的和/或不同的蒸发能量供给（zusteuern）蒸发器。优选地，第一阶段在此在蒸发间隔的持续时间的1/50至2/3、优选1/10至1/2上延伸。优选地，针对蒸发器的温度在一个或两个阶段内可变地预先给定，特别是在两个阶段中的一个持续时间上或在两个阶段中的每个阶段内暂时增加和/或暂时减小和/或暂时保持不变。
特别是当用作电子烟产品、简称为E香烟时，根据本发明的吸入器完全可手持使用、特别是能够以香烟的方式可单手手持使用，以及便携和自给自足，尤其是无需供电。
附图说明
下面将参考附图借助于优选实施方式来说明本发明。在此示出：
图1示出了本发明一种实施方式中的电子烟产品的横剖视图；
图2示出了用于电子烟产品的盒（Kartusche）的横剖视图；
图3示出了一种示例性的实施方式中的用于电子烟产品的添加装置的横剖视图；
图4A-4D示出了参考组分混合物的蒸发特性的图表；
图5示出了具有不同的组分份额的组分混合物的蒸发特性的和/或在盒排空的不同时间点的图表；并且
图6A-6C示出了涉及将液体从罐输送到添加装置的不同实施方式的示意图。
具体实施方式
电子烟产品10包括基本上棒状或柱形的壳体11。在壳体11中，空气通道30设置在至少一个空气进入开口31和香烟产品（Zigarettenprodukt）10的嘴端32之间。香烟产品10的嘴端32在此表示消费者为吸入目的而在其上进行抽吸（ziehen）的端部并且由此对香烟产品10施加（beaufschlagt）负压并在空气通道30中产生空气流动34。至少一个空气进入开口31可以布置在壳体11的外壳侧（Mantelseite ）上。附加地或替代性地，至少一个空气进入开口31A可布置在香烟产品10的远端33上。香烟产品10的远端33表示香烟产品10的与所述嘴端32相反的端部。通过进入开口31吸入（angesaugte）的空气在空气通道30中得到引导，必要时通过接口或分离面57而引导至添加装置20。添加装置20将来自液体罐18的液体50作为添加剂40以小液滴的形式作为雾/气溶胶（Aerosol）和/或以气态的形式作为蒸汽（Dampf）添加（zugeben）到空气流34中。
香烟产品10优选地设计成使得嘴端32处的抽吸阻力优选地在50 mm和130 mm水柱之间的范围内，更优选地在80 mm和120 mm水柱之间的范围内，甚至更优选地在90 mm和110mm水柱之间的范围内，并且最佳地（optimalerweise）在95 mm和105 mm水柱之间的范围内。在此，抽吸阻力是指在22℃和101 kPa（760托）时以17.5 ml/s的速率抽吸空气通过香烟产品10的整个长度所需的并且根据ISO 6565：2011测量的压力。
香烟产品10有利地在香烟产品10的远端33处包括第一（轴向）区段13，在该区段中布置有具有电能存储器14和电的/电子单元15的电子的能量供应单元12。能量存储器14有利地在香烟产品10的轴向方向上延伸。电的/电子单元15有利地在侧向上布置在能量存储器14旁边。能量存储器14尤其可以是一次性电化学电池或可再充电的电化学蓄电池、例如锂离子蓄电池。
香烟产品10有利地在香烟产品10的嘴端32处还包括第二（轴向）区段16，在该区段中布置或者能够布置具有液体罐18、电的单元19和添加装置20的消耗单元（Verbrauch）17。液体罐18有利地在香烟产品10的轴向方向上延伸。
代替分离的电的/电子单元15、19，也可以设置统一的电的/电子单元，其可以要么布置在能量供应单元12中要么布置在消耗单元17中。香烟产品10的电的/电子单元的整体（Gesamtheit ）在下面称为控制组件（Steueranordnung ）29。
传感器、例如压力传感器或压力或流动开关有利地布置在壳体11中，其中控制组件可以基于由传感器输出的传感器信号确定香烟产品10的运行状态，在该运行状态下消费者（Konsument ）在香烟产品10的嘴端32上抽吸用于吸入。在该运行状态下，控制组件29操控添加装置20，以便将来自液体罐18的液体50作为添加剂40以小液滴的形式作为雾/气溶胶和/或气态地作为蒸汽添加到空气流34中。
作为流动开关的补充方案或替代方案，可以例如借助于机械开关、对由于消费者接触壳体11或嘴端32而敏感的电容开关，或消费者的触摸屏来打开和关闭香烟产品。
存储在液体罐18中的待配量的液体（即液态的组分混合物）是例如由1,2-丙二醇、甘油和/或水组成的混合物，一种或多种香料（香味（Flavour））和/或诸如尼古丁的有效物质可以混合到所述混合物中。
包含液体罐18的区段16或消耗单元17有利地设计为可由消费者更换的盒21，也就是说被设计为一次性件。香烟产品10的其余部分、特别是包含能量存储器14的区段13有利地设计为可由消费者重复使用的基础件56，即设计为多重使用部件（Mehrwegteil ）。盒21可由消费者连接到基础件56，并可与基础件56可松开地构造。在盒21和能够重复使用（wiederverwendbaren）的基础件56之间因此形成分离面或接口57。盒壳体58可以形成香烟产品10的壳体11的一部分。
在其它实施方式中，参见图2，消耗单元17设计为盒21，其可以由消费者插入到香烟产品10的能够重复使用的基础件56中和从其中移除（entnehmen）。在这种情况下，盒壳体58是与香烟产品10的壳体11分开的壳体。
盒21包括至少一个液体罐18。如图2中所示，盒21可包括电的/电子单元19。在其它实施方式中，电的/电子单元19完全或部分是基础件56的固定的组成部分。同样，添加装置20可以是盒21的一部分或布置在所述基础件56中。因此，在一些实施方式中，盒21可基本上仅由液体罐18组成并且必要时盒壳体58组成，其中盒壳体58可替代性地由液体罐18的壳体形成，因此单独的盒壳体58可以是不必要的。优选地，设置有填充水平监控和/或显示，其允许消费者能够确定液体罐18的填充水平。
盒21除了用于棒状的香烟产品10之外也可以用于其它产品、例如电子哨中。能量存储器14通常不是盒21的一部分，而是能够重复使用的基础件56的一部分。
在一种有利的实施方式中，液体罐18是柔性袋。由此，通过简单的方法实现液体罐18可以位置无关地并且无泄漏地完全得到排空（entleeren）。液体罐18的典型的罐容积在0.5 ml和2 ml之间的范围内。香烟产品10可以有利地包括用于液体罐18的填充水平控制，该填充水平控制可以例如耦联到抽吸数量(Zugzahl)。液体罐18优选地由惰性的和/或食品相容的(lebensmittelverträglichen)或药学上可接受(pharmatauglichen)的材料、特别是塑料制成，其中材料可以是光学透明的或不透明的(undurchsichtig)。
液体罐18可以机械地耦联到添加装置20或者与该添加装置解耦。在机械耦联的情况下，添加装置20有利地用作用于液体罐18的盖子或泄漏保护（Auslaufschutz）。在解耦的情况下，在液体罐18和添加装置20之间特别是设置有液体管线（Flüssigkeitsleitung）或毛细（kapillare）连接。如果液体罐18设计成可与添加装置20分离，则其必须是无泄漏的，即液体罐18具有封闭机构，该封闭机构由于液体罐18与添加装置20的分离而例如借助于弹簧加载的球、止回阀等以液体密封的方式自动封闭液体罐18的排放口（Abgabeöffnung）。涉及液体从液体罐18到添加装置20的输送的不同实施方式将在后面参照图6A至6C得到说明。
在添加装置20（参见图1）的区域中，微系统技术的单元45的最大延伸部分a（参见图3）与基本上棒状的壳体11的平均直径D的比例有利地小于0.5。
图3中示出了根据本发明的添加装置20的一种有利的实施方式。添加装置20包括具有雾化器（Zerstäuber）48的雾化器构件22和具有蒸发器49的蒸发器构件23，其相对于腔室24布置在添加装置20内部。
雾化器48优选地是根据喷射或泡沫喷射（Bubblejet）原理的自由射流（Freistrahl）-雾化器，其具有布置在液体通道27中的致动器（Aktuator）25和随后布置的喷嘴26，喷嘴通入到腔室24中。以通常在kHz范围内的和例如在10 Hz和50 kHz之间、优选地在100 Hz和30 kHz之间、特别优选地在1 kHz和25 kHz之间的合适的操控频率来电操控的致动器25可以是压电元件或加热元件。在发现由于消费者的抽吸而引起的空气流34经过空气通道30时，控制组件29操控致动器25，其中通过突然加热（在加热元件的情况下）或通过震动（Erschütterung）（在压电元件的情况下）使得位于液体通道27中的液体以小液滴的形式从喷嘴26被抛（schleudern）到腔室24中。雾化器48同时用于将来自液体罐18的液体50通过液体通道27进行输送以及将液体配量到腔室24中。因此，雾化器48也可以称为自由射流-配量器。
如此设定（einstellen）雾化器/配量器48，使得在消费者每次抽吸中配量处于在1µl至10 µl之间的范围内的、通常为4 µl的有利的液体量。优选地，雾化器/配量器48在关于每次抽吸中的液体量方面能够得到设定。
蒸发器49具有加热机构36，当发现由于消费者的抽吸而引起的空气流34通过空气通道30时，所述加热机构由控制组件29操控，以便借助于来自能量源的电流进行加热并蒸发从喷嘴26流出的小液滴，即将其置于气态或蒸汽的状态中。为了实现最佳蒸发，加热机构36优选地与喷嘴26相对而置地布置。电加热机构36尤其可以包括一个或多个板形的加热元件。
加热机构36由控制组件29、特别是电的/电子单元19关于蒸发温度进行控制或调节；这将在下面更详细地解释。这可以通过控制或调节加热功率或所输送(zugeführten)的加热能量来有利地完成。有利的温度调节可以基于温度传感器80的、例如铂测量电阻器或加热元件36的电阻变化的传导的涂层的测量信号进行。替代性地，加热机构36的温度可以间接得到确定并用于温度调节，例如通过加热机构36的电阻的温度相关性。蒸发功率优选地在1 W到20 W之间的范围内，更优选地在2 W到10 W之间的范围内。蒸发温度优选在100℃至400℃之间的范围内。加热机构36的有效面积优选在0.01 mm2到9 mm2之间的范围内、优选在0.05 mm2到7 mm2之间的范围内、特别优选在0.1 mm2到5 mm2之间的范围内。
流体蒸发在加热机构36处进行，而没有或者具有尽可能短的时间延迟，在能够精确设定的并且受调节的加热温度的情况下而没有局部过热的危险。这可以有利地通过将加热机构36的以电子方式控制或调节的温度限制例如到高于使得有效物质沸腾的组分的沸腾温度（Siedetemperatur ）、在此为290℃来实现。
有利地，流体量能够精确设定，并且可与蒸发器功率无关地得到配量。监控机构有利地确保，仅蒸发规定（vorgesehene）的流体量。可能的调节策略包括在抽吸过程中预先给定流体输送体积（Liquid-Fördervolumens）或具有相应的后续输送的体积流量分布（Volumenstromprofils）。有利地，在此使得所配量的流体量针对每次抽吸总是完全被蒸发，以便避免在加热机构36上的浓缩（Aufkonzentration）。预先给定的温度上限在流体中和/或在气相中任何时候都不会被超过，以便避免由于流体组成部分的分解效应（Zersetzungseffekte）而引起的有害物质生成。有利地，可以通过流体输送设定和蒸发不同的蒸汽量（Dampfmengen），而不会违反（verletzen）对蒸发过程的上面所提及的要求。监控机构有利地确保，相应地仅蒸发精确设定的待配量的流体量。为此目的，有利地设置有传感系统以监控香烟产品10的根据规定（ordnungsgemäßen）的功能。
可以有利地如此设定雾化器/蒸发器组合，以便主要产生直径在0.5 µm到5 µm之间、优选在1 µm到3 µm之间的范围内的液体颗粒。颗粒尺寸的范围在0.5到2 MMAD（质量中值空气动力学直径，质量中值空气动力学直径）之间、优选在0.7到1.5 MMAD之间，例如约1MMAD可以是最佳的。 MMAD符合欧盟标准并且以μm指定。
小于1 µm、例如在0.7 µm到1 µm之间的范围内的直径通常不能通过纯雾化实现，但液体的蒸发要求通过随后从气相中再凝结（Rückkondensation）。然而，（预）雾化在一定情况下有利于蒸发。在一种实施方式中，针对每次抽吸确保尽可能均匀的有效物质释放。为了实现不同的吸烟者（Raucherprofile）特征，有利地设置有蒸发器功率上的储备。
由于腔室24特别是用于蒸发从喷嘴26流出的液滴，因此腔室24也可以称为蒸发器腔室。腔室24的横截面有利地为细长的，诸如在图3中所示，其中喷嘴26和加热元件36有利地布置在相对而置的纵向侧上。优选地，与来自喷嘴26的液体射流的流出方向垂直或侧向地设置有流出孔37，由蒸发器49产生的蒸汽通过该流出孔从蒸发器腔室24流出，在那里所述蒸汽被优选垂直于孔37延伸的空气流34携带并容纳。
由于雾化器22的致动器25和蒸发器23的加热元件36单独地与控制组件29电连接并且彼此单独地得到操控，因此一方面实现了输送/配量/雾化之间的有利功能分离并且另一方面实现了蒸发。
液体通道27优选地借助于布置在添加装置20和液体罐18之间的向外包围液体通道27的通口（Mündung）的密封件28密封。
蒸汽或气溶胶40要么被输送至空气流动34，其中所述空气流动在外部流动经过蒸发器腔室24的流出口42，参见图1和3。在替代性的实施方式中，空气流34穿流添加装置20并且蒸汽或气溶胶40在蒸发器腔室24中被空气流动34携带并容纳。添加装置20可以远离香烟产品10的嘴端32布置，特别是布置在盒21和基础件56之间的接口57的区域中，如在根据图1的实施例中那样。替代性地，添加装置20可以靠近香烟产品10的嘴端32布置。侧向于液体罐18的布置，特别是在电的/电子单元19的区域中也是可能的。
在根据图3的实施方式中，雾化器构件22和蒸发器构件23都以微系统技术设计在基板38上，所述基板例如由聚合物、玻璃、陶瓷、金属、半金属，例如硅、硅化合物或金属氧化物化合物制成。微系统技术的单元具有尺寸在微米或亚毫米范围中的电的和/或机械结构，它们在统一的加工过程中被引入（einarbeiten）到基板中。在雾化器构件22的情况下，特别是液体通道27、电的致动器25和必要时设置在雾化器构件22中的传感系统在微系统技术的统一的加工过程中被引入到基板38中。在蒸发器构件23的情况下，特别是加热元件36和可能的用于振动（Vibrieren）加热元件36的压电元件和设置在蒸发器构件23中的传感系统在微系统技术的统一加工过程中引入到基板38中。因此，在根据图3的实施方式中，整个添加装置20被设计为统一的微系统技术的单元45。
在根据图3的实施方式中，加热元件36是扁平的并且平行于基板39的表面布置，也就是说在一定程度上“平躺”地得到布置。其它实施方式是可能的。在液体通道27中，可以布置具有电的预加热元件和预加温腔室的预加热部（Vorheizung ）。
在一种未示出的实施方式中，仅雾化器构件22被设计为微系统技术的单元45，而蒸发器构件23的基板39由非传导的材料，特别是玻璃、陶瓷或塑料制成。这种结构可以更为便宜并因此是有利的。
消耗单元17或盒21有利地包括稳定（nichtflüchtig）的信息存储器53（参见图1），以用于存储与消耗单元17或盒21有关的、例如设计为EEPROM、RFID或其它合适的形式信息或参数。信息存储器53可以是电的/电子单元19的一部分或者由其单独构造。有利地存储在信息存储器53中的有：关于内部材料（Inhaltsstoff）的信息，即关于存储在液体罐18中的液体的成分的信息；有关过程特性、特别是功率/温度控制的信息；关于状态监控或系统检查、例如密封性检查的数据；关于复制保护和伪造安全性的数据，特别是包括用于明确地标识消耗单元17或盒21的ID；序列号、制造日期和/或有效期；和/或抽吸数量（由消费者吸入抽吸的数量）或使用时间。数据存储器53有利地通过触头和/或线路与基础件56的控制机构15连接或者能够连接。
在消耗单元17或盒21与能量供应单元12之间有利地设置有通过相应的电接口55的电连接54，所述接口可以更换盒21。电连接54一方面用于消耗单元17或盒21与能量供应单元12之间的数据交换，另一方面用于通过电能存储器14来给消耗单元17或盒21供电。
能量供应单元12或基础件56可以有利地具有用于对能量存储器14充电的充电接口60。充电接口60可以例如实现通过感应（Induktion）或直接电耦联进行充电。代替充电接口，能量存储器也可以设计为替换蓄电池（Tauschakku）或替换电池，其中可以由消费者从香烟产品10中移除已放电的能量存储器14，并且可以再次使用经充电的能量存储器14。也可以考虑具有一次性能量存储器14，特别是电池、不带充电接口60的实施方式，其中，基础件在放电能量存储器14之后被除去（entsorgt ）。
在图中所示的所有实施方式中，消耗单元17或盒21具有电的控制单元19和其它电的组件、特别是致动器25和加热元件36。然而，也可以是如下的实施方式，在该实施方式中电的控制单元19和/或其它的电的组件完全布置在能够重复使用的基础件56中，从而减少消耗单元17或盒21中的电的组件的数量，或者消耗单元17或盒21至多包括无源的电的组件（无源的数据存储器53，例如RFID、应答器等），或者没有电的组件。这些实施方式具有的优点是，可以有利地省去盒21经由电接口55的电接触。
下面将参考图4A至4D中的图表来解释根据本发明发现的在流体成分、蒸发期间的温度特性和有效物质释放之间的普遍关系。这些曲线针对具有重量百分比63％丙二醇（PG）、重量百分比29.85％纯甘油（Gl.）、重量百分比5.15％水（H2O）和重量百分比2％尼古丁（N）的参考组分混合物示例性地在假定敞开的蒸发、也就是说连续除去蒸汽（气相）的情况下计算得出。此外，图4A至4D涉及初始的液体质量完全蒸发的情况。（这与被称为“再填充”的、液体质量由其它的液体的后续输送而保持恒定的情况不同）。
将所有曲线关于经蒸发的质量mG的相对于整个流体的初始质量mL，0的比例mG/mL，0进行绘制。图4A针对丙二醇（PG）、甘油（Gl.）、水（H2O）、尼古丁（N）以及针对所有组分（to.=全部）的总和示出了关于整个流体的初始质量mL，0的液相中的剩余的质量mL，i（i=组分标号）。图4B以百分比针对丙二醇（PG）、甘油（Gl.）、水（H2O）和尼古丁（N）示出了气相中的重量份额wG，i。图4C以百分比示出了液相中的相同的重量份额wL，i。图4D示出了在假定等压蒸发的情况下组分混合物的以℃计的沸腾温度（Siedetemperatur）TB。
图4B特别具有指导性，因为它示出了由消费者吸入的蒸汽（气相）的成分（Zusammensetzung）的变化。从图4B可以看出，水、丙二醇和甘油这些组分的蒸发基本上不是共沸的（azeotrop），而是主要连续地进行，其中顺序通过相应的沸腾温度来确定。尼古丁的蒸发可能是与丙二醇的蒸发有关和/或在丙二醇与甘油的蒸发之间最大化。在任何情况下，在时间上最后的部分中，当基本上甘油蒸发时，尼古丁已经基本上完全蒸发，也参见图4C。可以看出，有效物质尼古丁的浓度（Konzentration）和功效（Wirksamkeit）以及有效物质添加（Wirkstoffbeigabe）的持续时间可以通过组分混合物中甘油（通常为更高沸点组分）的份额来控制。
如果蒸发器温度（加热机构36的温度）有利地选自大约在有效物质的沸腾温度到更高沸点的组分的沸腾温度之间的范围内，这里例如在250℃到290℃之间的范围内、优选地在260℃到290℃之间的范围内、进一步在270℃到290℃之间的范围内、例如在约280℃，加热机构36的温度曲线遵循图4D中所示的曲线，直到达到设定的最高温度（例如280℃），该温度但不再足以有效地蒸发更高沸点组分（此处为甘油）。消费者注意到缺乏蒸汽生成，盒内的有效物质的份额被用尽，并用新的盒21来更换消耗掉的盒21，该消耗掉的盒可能仍含有高份额的更高沸点（无效（Dummy））组分（甘油）。
图4A至4D中所示的通用曲线可以针对每种相关的组分混合物来计算或通过校准测量。可以针对每种相关的组分混合物从通用的蒸发曲线导出最佳的蒸发参数，并由制造商将其存储在基础件56的数据存储器59中。数据存储器59有利地设置在基础件56的电子单元15中。当将新的盒21插入到香烟产品10中时，基础件56的电子控制机构15从数据存储器53读取保存在盒21的数据存储器53中并且清楚地描述包含在盒21中的组分混合物的盒21的标识，从基础件56的数据存储器59载出（ausladen）与标识明确相关的蒸发参数组，并基于读入的蒸发参数组控制雾化器48和/或蒸发器49。以这种方式，针对每种组分混合物自动确保最佳的蒸发。盒21的数据存储器53中的蒸发参数也可以由电子控制机构15以可读的方式进行存储。在这种情况下，基础件56的数据存储器59中的存储可以是不必要的。
图5中的图表一方面阐明了流体成分的有针对性的用途，以用于在蒸发器的给定或设定的极限温度（最高温度）下影响有效物质释放。图5的下部显示三种不同的组分混合物。在左侧情况下，组分K1超过组分K2。在中间情况下，组分K1和K2具有大致相当的份额。在右侧的情况下，组分K2超过组分K1。例如，组分K1可以更高，组分K2可以低于有效物质进行沸腾。从图5的上部可以看出，蒸发器的最高温度Tmax根据组分混合物的相应的份额而变化。在任何情况下，蒸发器的最高温度Tmax应低于临界温度Tc，其标志着针对有害物质释放的极限。
图5下部中的曲线走势显示了有效物质释放的时间曲线。在左侧情况中，有效物质（如尼古丁N）主要是相对早地释放，在中间情况下，有效物质释放的最大值处于中间时间范围内，而在右侧情况下，有效物质主要是相对晚地释放。这说明了如何通过选择组分混合物的组分的份额来设定或控制有效物质释放的时间曲线。
另一方面，图5也示出了由于组分混合物的部分离析（Entmischung）而在盒排空期间的组分份额的时间的变化。在这种情况下，图5中的水平轴在此为从右向左延伸的时间轴对应于随时间增加的最高温度Tmax。
如下面将说明的那样，结合图6A至6C，图5描述了吸入器的三种基本上不同的运行方式或技术。
图6A至6C示出了如何通过将液体从液体罐18不同地输送给添加装置20或蒸发器49来有针对性地影响蒸发特性和有效物质释放。
图6A涉及液滴精确主动地将液体从液体罐18输送给蒸发器49以产生蒸汽40。对此的典型的实施例是根据喷射或泡沫喷射原理的自由射流-雾化器48。该变体导致每次抽吸的限定的、均匀的有效物质释放或配量，特别是与相应的流体成分无关。单次或脉冲输送的流体量被完全蒸发。通过将加热机构36有利地控制或调节到最高所需温度Tmax上，以用于蒸发流体的最高沸点的单一组分，在蒸发过程之后，其保持不含流体残余物。蒸汽的成分对应于每次抽吸时流体的初始成分。
与之相应地，因此在图5中，有效物质释放与用于三种不同的独立的液体的更高沸点组分的体积份额的关系。每当每次吸入/吸烟者抽吸时保持液体成分恒定时，每次抽吸时有效物质释放也保持不变。在技术实现中这对应于图6A，其中总是将相同成分的液滴输送给蒸发。因此在实际（eigentlichen）的容器中不会发生离析（Entmischung）。
图6B涉及经由中间容器70向蒸发器49的主动输送，该中间容器布置在盒21中或基础件56中。该变体在限定的抽吸次数内在从中间容器70中进行蒸发时，导致受控的有效物质释放。在中间容器70中，根据液体成分和蒸发器的允许的最高温度Tmax进行液体的离析。在该变体中，蒸发器有利地被控制或者调节至低于或等于所需温度Tmax的温度，以用于蒸发流体的最高沸点的单个组分。流体成分决定蒸汽（Dampf）中的有效物质的浓度和时间上的释放。单次或脉冲输送到中间容器70的液体量在限定的抽吸数量期间完全蒸发。
图6C涉及经由输送机构71、例如管道到添加装置20或蒸发器49的被动输送。该变体导致受控的有效物质释放，特别是通过将蒸发温度调节至低于所需温度Tmax的数值，以便蒸发流体的最高沸点的单个组分。在液体罐18中，根据液体成分和蒸发器的所允许的最高温度Tmax而进行液体的离析。由此，有针对性地排出（ausgetrieben）有效物质，而不会使流体容器的全部内容物（Inhalt）蒸发。与流体中的有效物质浓度相比，蒸汽中的有效物质浓度增加。在最高沸点的单个组分过渡到气相中之前，液体罐18中不存在有效物质。通过限制蒸发温度，系统在有害物质能够被排放之前关闭。
因此，一旦离析可以在（中间）容器70、18中进行，图6B或6C，图5描述了在这种情况下三个示例性的状态点上的流体的缓慢的时间上的离析（图5中从右到左），即在上级的水平的时间标尺上描述了每次抽吸的有效物质释放的时间点的变化并且与之并行地描述了用于蒸发所需的系统温度的上升，因为温度与最高沸点的组分的份额的上升成比例地延伸，类似于图4C和4D。
图4A至4D中描述的认知因此允许如下方面：即，在现有的硬件，图6A和6C，来实现用于相应的对应硬件的三种不同的调节方案。

Claims (19)

1.一种吸入器，所述吸入器包括壳体（11），所述壳体具有嘴端（32）、至少一个空气进入开口（31）和在所述壳体中在所述至少一个空气进入开口（31）和所述嘴端（32）之间延伸的空气通道（30），所述吸入器还包括用于液体存储器（18）的容纳部、电能存储器（14）、添加装置（20），所述添加装置用于由从所述液体存储器（18）中提取的组分混合物（50）中产生蒸汽和/或气溶胶并且将蒸汽和/或气溶胶（40）添加给在所述空气通道（30）中流动的空气流（34），其中，所述添加装置（20）具有能够单独操控的蒸发器（49）并且具有用于控制所述添加装置（20）的控制机构（29），其特征在于，所述控制机构（29）与数据存储器（53；59）连接或能够连接，为了蒸发所述蒸发器（49）中的组分混合物，至少一组预先给定的蒸发参数以能够调用的方式存储在所述数据存储器中。
2.根据权利要求1所述的吸入器，其特征在于，所述至少一组预先给定的蒸发参数包含关于来自以下参量的组中的一个或多个参量的数据：
- 待设定的温度；
- 单个蒸发步骤的和/或整个蒸发过程的待设定的持续时间；
- 待设定的压力；
- 待提供的蒸发能量。
3.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其特征在于，所述至少一组预先给定的蒸发参数包含关于来自以下参量的组中的一个或多个参量的数据：
- 最低温度和/或最高温度；
- 最小压力和/或最大压力；
- 单个蒸发步骤的和/或整个蒸发过程的最小持续时间和/或最大持续时间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其特征在于，所述至少一组预先给定的蒸发参数由所述组分混合物的液相-气相平衡图表导出或与其对应。
5.根据权利要求1的前序部分所述的或根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其特征在于，所述控制机构（29）被设置成使得所述蒸发器（49）的温度至少在对应于吸气抽吸的蒸发间隔上高于第一特征温度、特别是所述组分混合物的组分的沸腾温度。
6.根据权利要求5所述的吸入器，其特征在于，所述预先给定的温度值处于所述第一特征温度之上的1％至90％之间的范围内、优选3％至70％之间的范围内、特别优选5％至50％之间的范围内。
7.根据权利要求1的前序部分所述的或根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其特征在于，所述控制机构（29）被设置成使得所述蒸发器（49）的温度保持至少在蒸发间隔上低于第二特征温度、特别是所述组分混合物的组分的沸腾温度。
8.根据权利要求7所述的吸入器，其特征在于，所述第二特征温度是所述组分混合物的最高沸点组分的沸腾温度。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的吸入器，其特征在于，所述蒸发间隔的持续时间为1至12秒、优选为2至8秒。
10.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其特征在于，所述蒸发器（49）包括能够设定到预先给定的温度上的加热机构（36）。
11.根据权利要求10所述的吸入器，其特征在于，所述蒸发器（49）具有温度传感器（80），以用于测量所述加热机构（36）的温度和/或用于对所述加热机构（36）的温度进行控制或调节。
12.根据权利要求10或11所述的吸入器，其特征在于，所述预先给定的温度在蒸发间隔内是能够变化的，特别是在蒸发间隔的持续时间上暂时增加和/或暂时减小和/或暂时保持不变。
13.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其特征在于，所述蒸发器的最高温度为至多350℃，优选至多300℃并且特别优选至多290℃。
14.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其特征在于，所述液体存储器（18）分配有所述组分混合物的能够机读的标识，所述标识优选地存储在或能够存储在所述数据存储器（53）中。
15.根据前述权利要求中任一项所述的吸入器，其特征在于，借助于液体从液体罐（18）至所述添加装置（20）的适当设计的输送，有针对性地影响蒸发特性和有效物质释放。
16.根据权利要求15所述的吸入器，其特征在于，液体通过中间容器（70）从所述液体罐（18）输送给所述添加装置（20）。
17.根据权利要求15或16所述的吸入器，其特征在于，所述蒸发器（49）通过管线（71）永久地或者为了形成预先给定的液体部分而以能够中断的方式流体导通地与所述液体存储器（18）连接或能够连接。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的吸入器，其特征在于，所述添加装置（20）具有液滴雾化器（48），所述液滴雾化器将液体逐滴地引导到间隔布置的加热机构（36）上。
19.用于根据前述权利要求中任一项所述的吸入器的液体存储器，所述液体存储器包含组分混合物，其特征在于，所述组分混合物的高于使得有效物质组分、例如尼古丁沸腾的组分、例如甘油的份额处于重量百分比15％至重量百分比98％之间的范围内和/或至少为重量百分比44％。
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